PROJETS DIORAMA ET PANORAMA, DEUX APPLICATIONS MULTIMÉDIA SUR LA PHYSIQUE DES PARTICULES CONÇUES POUR LE PUBLIC DES MUSÉES SCIENTIFIQUES
Hervé PLATTEAUX
LDES, Université de Genève1Consultant pour DIGITAL
MOTS-CLÉS: MULTIMÉDIA - HYPERMÉDIA - VUWARISATION - PHYSIQUE DES PARTICULES - CERN
RÉSUMÉ: LeDIORAMAutilisele multimédia pour simuler une visite du CERN et donner des explications générales sur la physique des panicules. Celles-ci ontétéétablies après étude des conceptions préalables du public sur ce domaine. Le PANORAMA complète le DIORAMA en apportant une explication sur le Big Bang et une réponseà la question: liA quoi sertla recherche en physique des particules 1"
SUMMARY : DIORAMA
uses
rnulômedia to simu1are a visit to CERN and give general explanations about particle physics. Those were conceived after surveying the public's preconceptions in this domain. PANORAMA completes DIORAMAbyoffering an explanation of the Big Bang and answers to the question: "Whal is the aim ofresearch in particle physics ?1. PROJET DIORAMA
Le projet de recherche DIûRA!vlA est une collaboration entre le CERN (Laboratoire Européen de Physique des Panicules) et DIGITAL (Digital Equipment Corporation). C'est une application multimédia interactive de vulgarisation sur les activités du CERN.
Depuis mars 1991, elle est installée dans MICROCOSM, J'exposition permanente du CERN, dont le public est constitué majoritairement d'étudiants en fin de lycée ou en début d'université. Elle est présentée en anglais pour s'adapter au mieux, avec une seule langue, aux nombreuses nationalités des visiteurs du CERN.
Elle est basée sur l'utilisation de séquences vidéo et de diapositives rassemblées sur un vidéodisque qui constitue la base principale d'informations du DIORAMA. Celle-ci est complétée pardepetits textes générés par la platefonne informatique de démonstration qui gère toute J'interactivité de J'application.
Platefonne informatique du Diorama
1.1 Objectifs du projet
Nos objectifs principaux sont de deux types, Il faut d'abord que les explications données soient adaptées au public de MICROCOSM, Il faut également faciliter l'interactivité du système,
c'est-à-dire l'accès aux: explications. Une analyse des connaissances du public sur la physique des particules aété effectuée au cours de la conception du projet Une étude de ce domaine en tant que champ d'explication a aussi été faite. Cette étude a ensuite été adaptée aux spécificités d'une application multimédiaafmde servir de base au scénario du DIORAMA.
Le LEP. raccélérateur du CERN en fonctionnement depuis 1989. aalorsété choisipoUT servir de baseà l'explication défmie. Pour être plus attractive, la présentation simule une visite de cet accélérateur de 27 kilomètres de circonférence et de ses 4 zones expérimentales. C'est au cours de cette visite que les explications sur la physique sont données.
1.2 Conceptions du public
Les conceptions préalables du public de MICROCOSM ont d'abord été étudiéesà l'aide d'un questionnaire remis à 63 visiteurs. Les résultats préliminaires ainsi obtenus ont été approfondis par des discussions avec d'autres personnes visitant le CERN. Un résumé des conclusions est donné ci-dessous.
Le public de MICROCOSM donne une description classique de l'atome. c'est-à-dire un noyau entouré d'électrons. TI sail aussi que le noyau est constitué de protons et de neutrons. TI connaît également le terme de quark mais ne sait pas forcément que les quarks sont les particules existant dans les protons et les neutrons. Les interactions entre les particules (entre deux quarks, entre un électron et un quark, entre deux électrons) sont totalement inconnues du public.
D'une façon générale, la matièreàl'échelle étudiée par la physique des particules est donc quasiment inconnue du public visé par le DIORAMA. Il a d'abord besoin de suivre le chemin qui mène du monde macroscopique au monde microscopique pour placer les différentes particules élémentaires de la matière. Descendu à cette échelle, le public peut alors découvrir le principe des interactions agissant entre les particules élémentaires, c'est-à-dire comment ces particules élémentaires forment les structures moins élémentaires de la matière.
Bâtir une explication sur la physique des panicules est complexe. De nombreux concepts s'entrechoquent et forment un ensemble difficile à synthétiser, à expliquer et à comprendre. Dans des explications des notion et des domaines comme l'antimatière, la mécanique quantique ou l'équivalence entre matière et énergie troublem le public en se heurtant fortement à ses connaissances quotidiennes. La fréquence des questions sur de telles notions très complexes montre l'intérêt du public. Mais en même temps, la physique des particules est tellement éloignée du quotidien du public qu'il s'interroge finalement sur l'utilité et les buts de la recherche dans ce domaine.
1.3 Écrire un scénario multimédia interactif
Dans un film, il y a un début et une fin. Entre les deux, des faits s'enchaînent les uns à la suite des autres. Lors de l'écriture d'un film, cette linéarité entraîne généralement la recherche d'un fil conducteur global puis celle d'une liaison unique entre chaque fait (on urilisem dans la suite le terme d'information).
Au contraire une application multimédia interactive a la panicularité d'être non-linéaire et n'a potentiellement ni un début ni une fin établis une fois pour toute. En effet elle donne la possibilité d'accéder directementà une information particulière.Àpartir de ce point d'entrée qu'il choisit, l'utilisateur peut alors "se promener" dans un ensemble d'infonnations suivant différemes directions.
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Schéma synthétique sur la notion générale d'expérience en des panicules Autrement dit, l'utilisateur d'une présentation linéaire ne peut aller et venir qu'au long du chemin unique de celle-ci. Au contraire t'utilisateur d'une présentation non-linéaire peut suivre différents chemins linéaires en fonction de ses envies ou de ses besoins.
Écrirele scénario d'une présentation non-linéaire demande donc de rendre possible tous ces chemins linéaires potentiels. Il faut donc synthétiser l'ensemble d'informations sur lequel on travaille en individualisant les infonnations principales et en mettant en évidence [es liaisons existant entre ces informations. On peut ainsi élaborer un schéma synthérique comme celui donné ci-dessus (sur la notion générale d'expérience en physique des particules). De tels schémas peuvent servir de base au scénario d'une application multimédia interactive.
1.4 Implémentation du scénario
Cette phase a pour but de mettre en oeuvre les fonctions interactives nécessaires aux objectifs de la présentation. Pour le projet DIORAMA,ilfaut que l'utilisateur puisse naviguerà travers le LEP el ses installations. Il faul aussi que t'utilisateur trouve des explications sur la physique au travers de cette visite simulée.
Pour permettre une navigation sur le site du LEP, le DIORAMA a été structuré de façon hiérarchique. L'écran central et de départ de la présentation est une photographie aérienne du CERN. En cliquant sur les zones actives de cette image, rutilisateur choisit le site qu'il veut visiter. Suivant le site, deux options sont possibles.
L'utilisateur peut avoir le choix entre quelques chemins, concrétisés par des séries de diapositives, qui mènent en des endroits précis du site. Là, le visiteur rencontre un physicien. L'utilisateur peut aussi trouver directement quatre ou cinq physiciens au même endroit d'un site. C'est au travers des interviews de ces physiciens que sont données les explications sur la physique des particules et sur les appareillages qu'elle utilise. L'interactivité doit donner la possibilité de regarder ces séquences vidéo, de s'arrêter sur l'image ou d'aller rapidement en avant et en arrière. Des boutons d'action de type magnétoscope sont donc implémentés. 1.5 Résultats
Les post-rests effectués après l'installation du DIORAMA dans MICROCOSM portent sur l'interface utilisateur et non sur le contenu des explications. L'observation d'environ 40 personnes appartenant au public visé puis des discussions avec 20 de ces personnes donnent les résultats décrits ci-dessous.
La structure hiérarchique de la présentation est bien adaptée à la simulation de visite voulue.Lanavigation à travers le site du LEP se faÏ[ facilement Les utilisateurs comprennent le fonctionnement du système dans un temps inférieur à 30 secondes. Un seul lycéen(parmiles 40 observés) n'est pas parvenu à démarrer tout seul dans laprésentation. Un problème ponctuel est toutefois apparu avec l'une des options de visite d'un site.
Après le choix du site, l'utilisateur trouvait un premier physicien et démarraitson inter-view. S'il la regardait jusqu'au bout, trois autres inteviews apparaissaient. Mais la première interview n'était pas souvent regardée jusqu'à ta fin et l'utilisateur ne connaissait donc pas l'existence des trois autres. Les quatre interviews ont été placées au choix dès le départ et le problème a été résolu.
Laprésentation des informations sous forme de vidéo pl ait beaucoup. Certains lycéens ont même dit: "C'est vraiment mieux que de lire un livre!"Le pilotage des séquences fonctionne également très bien. Une seule des possibilités d'action n'a pas été comprise. Les boutons d'avance et de retour rapides avaient été remplacés au départ par un curseur. Bouger ce curseur en avant ou enarrièrepennettait de se déplacer très rapidement le long des séquences vidéo. Environ 20% des utilisateurs seulement ont compris cette fonction et des boutons d'avance et de retour rapides ont été réimplémentés.
2. PROJET PANORAMA 2.1 Objectifs du projet
PANORAMA est une collaboration entre DIGlTAL (Digital Equipment Corporation) et l'Université de Genève (LDES). PANORAMA garde la "philosophie image" du DIORAMA et met à profit l'expérience acquise.Le fond et la forme du DIORAMA sont élargis en bâtissant cette fois l'explication sur le LHC, le nouveau projet d'accélérateur de particules du CERN.
d'informations est placée sur un vidéodisque qui contient des séquences vidéo, des diapositives et des textes mais aussi des animations générées par ordinateur. L'utilisateurade plus le choix entre deux langues, anglais et français.
2.2 Scénario
PANORAMA étend d'abord l'explication donnée par DlüRAM>\. en ajoutant deux sujets principaux. Ilyaune explication sur l'histoire de l'univers selon la théorie du Big Bang. Ilya aussi une réponse à la question: "À quoi sen la recherche en physique des particules".La présentation est basée sur les différentes parties suivantes:
1)Une introduction résume les connaissances actuelles en physique des particules, décrit très généralement les originesetle développement du CERN et montre le grand rapprochement entre physique des particules et astrophysique.
2) Un premier chapitre retrace l'histoire de l'univers selon la théorie du Big Bang en montrant comment les panicules élémentaires se groupent en des SU1lctures de matière de plus en plus grandes (protons et neutrons, noyaux, atomes, étoiles, galaxies).
3) Un second chapitre décrit la fonction des principaux appareillages d'un accélérateur de particules, appareillages qui lui permettent d'amener des particulesàune très haute énergie et de les faire entrer en collision.
4) Un troisième chapitre montre comment un détecteur de panicules, connecté à un ordinateur, enregistre le résultat de la collision de particules générée par l'accélérateur.
5)Un quatrième chapitre explicite le pourquoi de la recherche en physique des particules et plus généralement de la recherche fondamentale.Ildécrit aussi, avec deux exemples, comment une recherche fondamentale peut entraîner des applications concrètes.
3. BIBLIOGRAPHIE
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DPNe1Diplôme de Physicien
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